溜池に流入する土石流の挙動解明ならびに廃止溜池を活用した治水技術の確立

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本研究は廃止するため池を治水施設として利用する方法を確立するため，土石流がため池内に流入した際の挙動ならびに堤体への衝突荷重を明らかにするものである．令和４年度には，実際の条件に近いため池貯水部を再現する目的で新たな実験水路および模型を作製した．前年度からの変更点として，貯水部の幅を拡大するとともに，流入傾斜部の勾配を45度から30度に緩くした．さらに前年度の直壁模型から斜面模型に変えるとともに，土石流の模擬材料として従来のセラミックビーズに加え，流木を模擬するため丸棒を使用した．実験では，斜面上部から模擬材料を流下させ，堤体模型に作用する圧力，水圧およびビーズの越流重量を計測した．また，貯水池内での土石流挙動や水位変化を観察するため，高速度カメラで撮影した．実験結果より，貯水により，堤体への衝撃が緩和され，土砂の越流量が抑制されることが示された．一方，貯水位に対して土石流の規模が大きい場合，貯水位の約2.5倍の孤立波が発生する可能性が示された．上記実験ケースに加え，令和４年度には，廃止ため池を模擬するため，堤体をV字に開削した模型を対象とした実験を行った．基礎地盤まで開削した条件に加え，堤体を底上げした条件での実験を実施した．その結果，開削部の底上げにより，堤体への衝撃は増加するが下流への土砂流出を抑制できることが明らかとなった．また，開削された堤体上流側の貯水は，流木の流出抑制という面で効果は認められるものの，土砂の流出範囲の拡大や越水の可能性が示された．上記土石流実験に加え，令和３年度に実施した基本実験を対象に3次元数値シミュレーションを実施した．その結果，土石流の流下および貯水池内への流入，流入後の移動の一連のプロセスを計算できたものの，流入後の移動距離について，実験と異なる結果となり，解析パラメータおよび条件の見直しの必要性が示された．